一种新型掘进机截割减速器透气塞的设计*

文章编号：2095-6835（2016）07-0071-01

摘 要：将普通透气塞应用于掘进机截割减速器中很容易出现溢油的问题。通过分析普通透气塞溢油的原因，提出了优化后的新型透气塞结构。这种结构的透气塞具有透气不透油的特点，能从根本上解决溢油的问题，进而保证减速器的正常使用。

关键词：截割减速器；透气塞；溢油；掘进机

中图分类号：TD421.5 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.071

1 截割减速器的运行特点

截割减速器位于掘进机截割部，它主要负责增加大功率电机的输出扭矩，降低输出转速，使截割头输出力能够达到破碎煤岩的目的，从而完成对巷道整个断面的截割。截割减速器采用二级行星减速，油面需保持在减速器的中心位置，以确保轴承和齿轮的润滑度。图1为截割减速器在掘进机中的位置。由于掘进机截割工作时需要截割部上下左右摆动，再加上整机截割时会产生剧烈的振动，所以，减速器内部油位上下起伏不定。掘进机运行一段时间后发现，减速器透气塞部位向外溢油，并且其温升速度比较快。

2 溢油和温升快的原因分析

由图1可知，透气塞位于截割减速器顶部的中间位置，使用的是图2所示的普通透气塞。

普通透气塞由内向外只有一条通路，虽然透气塞内部可以充填网状材料隔油或防止外部粉尘进入内部，但是，在减速器运行的过程中，因为行星减速器内部的高速旋转和齿轮的甩油效应，再加上重载齿轮箱油黏度比较高，透气塞底部很快就会被油液堵满。随着减速器运行温度的升高，减速器内部气压增大，透气塞底部附着的油液就会不断地溢出透气塞，导致减速器内部油液缺失。井下使用的掘进机是间歇运行，它始终处于运行—冷却—再运行的状态，而减速器内部气压则时高时低。在截割岩石巷道时，油液损失极为严重，几乎每天都需要补充油量，不然透气塞很容易因为减速器缺油、温升太快而被损坏。如果没有透气塞，当减速器高负荷运行时，内部气压太高容易影响减速器输入、输出的密封性。因此，相关工作人员需要进一步改进普通透气塞的设计，不仅要保证减速器能够正常运行，还要让其发挥透气的作用。另外，减速器要具备透气不透油的性能，以保证其内部油量的充足。

3 透气塞的改进

3.1 压力型透气塞

压力型透气塞如图3所示。

该透气塞内部主要增加了油密封和气密封，只有减速器内外达到一定的压差时才可以打开。在减速器运行的过程中，当油液飞溅

到油密封处时，油密封处于关闭状态，油液聚焦到一定程度会因为自重作用流回减速器内部，防止减速器内部油量减少。当腔内压力达到一定程度时，油密封打开释放压力空气。为了防止腔内压力过高，要合理控制油密封的压力，保证减速器内部的压力，减小对减速器密封性的影响。在减速器不工作、冷却时，腔内压力会逐渐减少。如果此时打开气密封，可以将腔内压力值控制在正常范围内。

在保证减速器内部压力的情况下，使用压力型透气塞可以有效控制油量的损耗。但是，压力的增加会使减速器内部温度升高，因此，需要合理控制油气密封的开关压力，避免减速器的其他密封件被损坏。在相关试验中，最重要的工作是检验压力型透气塞的合理性。

3.2 无压防溢型透气塞

无压防溢型透气塞如图4所示。

无压防溢型透气塞采用的是透气塞内外畅通式设计，它有效避免了压力型透气塞的缺点，使减速器内外压力始终保持一致。当油温升高时，油和气同时进入透气塞内部，在重力的作用下，油液打开开关重新返回减速器，而多余的气体则由排气口排出。这种透气塞巧妙地运用了油重气轻的特点，在回油口将其风离，避免油溢出。

4 使用效果

在井下对改良后的2种透气塞进行试验，2种透气塞减速器工作时都不存在溢油的问题。但是，在采用压力型透气塞时，在打开油密封时，会随着气体排出少量的油液——总量很少，只是在透气塞周围有少量的油迹；工作一个循环后的温升也比无压型稍高2～3 ℃。总体上讲，2种改进后的透气塞的工作效率比较高，应用它们能减少齿轮箱油液的损耗量。

5 结束语

对减速器来说，虽然透气塞是一个小零件，但是，其设计决定了整个减速器的使用情况。使用了新型透气塞后，可以有效减少油液损耗，使减速器壳体内部压力保持正常，从而保证减速器的润滑度，使油温恒定。

作者简介：杨春海（1980—），男，山西代县人，副研究员，主要从事掘进装备设计、研究方面的工作。

〔编辑：白洁〕